假期作业(十六)-【百汇大课堂·暑假作业】2023-2024学年高二物理假期作业（新教材）

高二暑假·物理 假期作业（十六）》 1.(多选)关于卢瑟福的α粒子散射实验和原 属的逸出功和极限频率关系.以下说法正确 子的核式结构模型，下列说法中正确的是 的是 窗口 光束 A.绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿 原来的方向前进 B.只有少数aα粒子发生大角度散射的原因 是原子的全部正电荷和几乎全部质量集 儿种金属的逸出功和极限频率 中在一个很小的核上 金属 W/eV r/10-4 Hx. -3.440 纳 2.29 553 C.卢瑟福依据α粒子散射实验的现象提出 钾 2.25 5.44 2.13 5.15 -13.6 了原子的“核式结构”理论 D.卢瑟福的“核式结构模型”很好地解释了 A.若b光为绿光，c光可能是紫光 氢原子光谱的实验 B.若a光为绿光，c光可能是紫光 2.(多选)下图为氢原子能级示意图的一部分， C.若b光光子能量为2.81eV,用它照射由 则 ( 金属铷构成的阴极，所产生的大量具有 Elev 最大初动能的光电子去撞击大量处于 ----0 -0.54 0.85 =3激发态的氢原子，可以产生6种不同 1.51 频率的光 -3.40 D.若b光光子能量为2.81eV,用它直接照 -13.6 射大量处于n=2激发态的氢原子，可以 A.基态氢原子能吸收外来电子的动能向高 产生6种不同频率的光 能级跃迁 4.卢瑟福提出原子核式结构学说的根据是在 B.基态氢原子能吸收能量为15eV的光子 用α粒子轰击金箔的实验中，发现粒子 而电离 C.一个处于第四能级的氢原子向低能级跃 A.全部穿过或发生很小的偏转 迁时，最多能够发出6种不同频率的光子 B.全部发生很大的偏转 D.大量处于基态的氢原子在吸收大量能量 C.绝大多数发生偏转，甚至被弹回 为12.75eV的光子后，能够发出10种 D.绝大多数穿过不发生偏转，只有少数发生 不同频率的光子 很大偏转，甚至极少数被弹回 3.(多选)如图所示，甲图为演示光电效应的实 5.关于a粒子散射实验，下列说法正确的是 验装置；乙图为a、b、c三种光照射下得到的 ( 三条电流表与电压表读数之间的关系曲线； A.实验中，绝大多数α粒子穿过金箔后的运 丙图为氢原子的能级图：丁图给出了几种金 动方向发生了较大的改变 38 假期作业 B.使α粒子发生明显偏转的力是来自带负 8.如图所示是氢原子从n=3、4、5、6能级跃迁 电的核外电子对它的静电引力 到n=2能级时辐射的四条光谱线，其中频 C.实验表明原子中心有一个很小的核，其带 率最大的是 有原子的全部负电荷 EleV -054 Hs Hy H H D.通过α粒子散射实验，得出了原子的核式 结构模型 -340 13.60 6.如图为氢原子能级图，氢原子中的电子从 A.H。 B.Ha =5能级跃迁到n=2能级可产生a光：从n C.H, D.H. =4能级跃迁到n=2能级可产生b光.a光 9.处于第2激发态的大量氢原子向低能级跃 和b光的波长分别为入。和入。，照射到逸出功 迁辐射多种频率的光子，已知普朗克常量为 为2.29eV的金属钠表面均可产生光电效 应，遏止电压分别为U。和U。,则 () E h,氢原子能级公式为E=,不同轨道半 EleV --------0 -0.54 径为r。=n2r1,E1为基态能量，r1为第I 0.85 -1.51 轨道半径，n=1,2,3….则下列说法中错误 -34 的是 ( A.共产生3种频率的光子 -13.6 B.电子由第2激发态跃迁到基态时，电势能 A.入。>入 减小，动能增加，总能量减小 B.U。<U C.处于第2激发态和处于基态电子做圆周 C.b光产生的光电子最大初动能E:= 运动线速度大小之比为1：3 0.26eV D.U.=2.86V,a光和b光都是可见光 D.产生光子最大波长为入。=一c 3E 7.玻尔认为，围绕氢原子核做圆周运动的核外 10.氢原子部分能级的示意图如图所示.不同 电子，轨道半径只能取某些特殊的数值，这 色光的光子能量如下表所示.处于某激发 种现象叫作轨道的量子化.若离核最近的第 态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范 一条可能的轨道半径为r1,则第n条可能的 围内仅有2条，其颜色分别为 轨道半径为rm=n2r(n=1,2,3,…),其 ---------EV 0.54 =X3 中n叫量子数.设氢原子的核外电子绕核近 -1.51 -3.4 似做匀速圆周运动形成的等效电流在=3 状态时其强度为I,则在n=2状态时等效 -13.6 电流强度为 色光 红 伊 绿 蓝一靛 紫 光子能量1.61~2.00~2.07~2.14~ 2.53~2.76 范围(eV) 2.00 2.07 2.14 2.53 2.76 3.10 A.红、蓝~靛 B.黄、绿 C.红、紫 D.蓝一靛、紫 39 高二暑假·物理 11.已知氢原子处于基态能级时能量为E,,处 12.氢原子能级图如图所示，已 EleV --------0 0.85 E 于量子数为的激发态能级时能量为， 知普朗克常量h=6.63× 3 -1.51 104J·s,静电力常量k= 2 3.4 现有一群氢原子处于=3的激发态能级， 9×10°N·m2/C,氢原子处1 13.6 在向低能级跃迁过程中，能放出若干种频 于基态时的轨道半径r=0.53×10-0m,求： 率的光子，用它们照射某金属表面，发现从 (1)氢原子处于基态时的动能和电势能分 n=2能级向n=1能级跃迁时辐射出的光 别是多少eV? 恰能使该金属发生光电效应，普朗克常量 (2)若要使处于n=2的氢原子电离，要用 为h,求： 多大频率的光子照射氢原子？ 量子数 能量 (3)若有大量的氢原子处于n=3的激发 ---------------0 态，则在跃迁过程中最多能释放出几种频 3 $ 率的光子？其中光子频率最大是多少？ (4)若有一个氢原子处于=4的激发态， 则在跃迁过程中最多能释放出几种频率的 (1)该金属的极限频率： 光子？在释放最多光子的情况下，光子频 (2)能从该金属表面逸出的光电子的最大 率最大是多少？ 初动能； (3)若用光照的办法使处于n=3能级的氢 原子电离，则照射光频率至少多大（所有答 案用题目中所给字母表示). 40高二暑假·物理 只与温度有关,是实据物体的理想化模型,B错误;黑体指射的 的初动能,当加的反向电压小于遇止电压,就会有电子到达 强度的极大值随温度升高向波长较短的方向移动,C正确;能 A极板,此时有电信号;当加的反向电压大千遥止电压,没有 100%的吸收入射到其表面的各种波长的电磁波,这样的物体 电信号,故B错误;由图乙可知,遏止电压为0.02V,故最大 称为黑体,D正确;由干选择不正确的,故选B.] 初动能E一qU一0.02eV,由光电效应方程,有E.一h 3.C [由题述“将电路中的滑动变阻器的滑片P向右移动到某 W.,计算得W。0.1eV,故C正确;若人体温度升高,则 一位置时,毫安表的读数恰好减小到零,此时电压表读数为 射红外线的强度增强,光电管转换成的光电流增大,故D 1.00V”可知遥止电压为V一1.00V,光电子的最大初动 善谋] 为E.一eU.一1eV,根据爱因斯坦光电效应方程可知K极板 8. BC 普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念,A错误。 的金属涂层的逸出功为W.-h-E.-2.82eV-1eV 黑体能完全吸收入射的各种液长的电磁波,不反射电祥波 1.82eV-1.82×1.6×10”1~2.9×10"1.C正确.] 是一个理想模型,B正确,根据黑体辐射规律可知,黑体辐射电 4.B [根据光电效应方程得hn一W。+E一W。+Ue,所以有 磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关,C正确,黑体辐 甲乙的频率相等,丙光的频率最大,甲乙的波长也相等,因为 射随着温度的升高,各种波长的辐射强度都增加且辐射强度的 甲光的饱和光电流较大,所以甲光光强大于乙光,丙光频率 极大值向波长较短的方向移动,D错误.] 最大,所以丙光产生的光电子的最大初动能最大,故选B.] 9.AC [根据光子的能量表达式有E一h 5.D[光电管中的光电子经阴极飞出后经历正向电压的加速, 到达阳极形成光电流,若将滑动变阻器的滑片P向A端移 长成反比,所以光子能量之比E。;E.一1:,则A正确;根 动,所加正向电压减小,则光电流可能减小,也可能不变,一 据光电效应方程有E,一h C一W,光电子最大初动能与光 定不会增大,故A错误;电源的正、负极对调,将加速电压改 子的能量是线性关系不是正比关系,所以B错误;由干涉条 为减速电压,会影响到达阳极的光电子数,但光电子的最大 纹问距的公式有△r一 初动能(E一h一W)与电路中的电压无关,只与入射光的 ,干涉条纹问距与波长成正比,所 频率有关,故B错误:光电流的大小为I-“,若改用波长大 以干涉条纹间距之比为△r..△r。一b:1,则C正确;根据全 反射的临界角公式有sinC-! 于黄光的红外线照射阴极K,若能发生光电效应,由光强决 -,虽然波长与折射率成反比, 定飞出的光电子数n,从而决定光电流的大小,则电流表示数 但是临界角的正弦值才与折射率成正比,所以临界角与波长 可能变小,故C错误;若改用波长小于黄光的紫外线照射阴 的关系也不是反比关系,则D错误。 极K,一定能发生光电效应,若紫外线照射飞出的光电子经 10.AC [光电效应说明光具有粒子性,故A正确:根据光电效 加速电压到达阳极的数目一定多,电流表示数可能不变,故D 应方程E 一h一W。知,光电子的最大初动能与入射光的 正确,] 频率不是正比关系,故B错误;由光电效应方程E一h一 6.D [根据爱因斯坦光电效应方程结合动能定理可知eU W。及E 一eU,可知入射光频率不变,光电子的最大初动 n1o.一hv-W,知入射光的频率越高,对应的遇止电压U。 能不变,对应的遏止电压不变,故C正确:由光电效应方程 越大,甲光、丙光的遏止电压相等,所以甲光、丙光的频率相 E.一h一W。,入射光的频率不变,则对于光电子的最大初 等,波长相等,甲光、丙光的漫止电压小干乙光,则甲光、丙光 动能保持不变,故D错误,] 的颜率小于乙光,甲光、丙光的波长大于乙光,故A错误;由 sinr 12.(1)Ue+h-W。 由于乙的频率大于丙的频率,即乙的折射率大于丙的折射 率,所以乙光的折射角小,故B错误;由于甲光的颊率小于乙 假期作业(十六) 光的频率,则不可能出现甲光为蓝光,乙光为红光,故C错 1.ABC [粒子散射实验的内容是:绝大多数a粒子几平不发生 误,由于甲光的颊率小于乙光的彝率,由甲光的光子能量小 偏转;少数a粒子发生了较大的角度偏转;极少数a粒子发生 于乙光的光子能量,处于基态的氢原子能吸收甲、乙两种光 了大角度偏转(偏转角度超过90{},有的甚至几乎达到180*} 乙光能跃迁到更高的能级,财吸收乙光后共能发出超过6科 频率的光,故D正确.] 被反弹回来),故A正确;a粒子散射实验中,只有少数a粒子 发生大角度偏转说明三点:一是原子内有一质量很大的粒子 存在;二是这一粒子带有较大的正电荷;三是这一粒子的体 可知,当加反向电压时,电子受到的力向右,因为电子有一定 积很小,故B正确;卢瑟福依据a粒子散射实验的现象提出 58 假期作业 了原子的“核式结构”理论,故C正确;玻尔的原子模型与展 系中的可见光,a光的遥止电压为U= hv.-W. 子的核式结构模型本质上是不同的,玻尔的原子模型很好地 解释了氢原子光谱的实验,故D错误。] 2.86eV-2.29eV 一0.57V,故D错误,] 2.AB [基态氢原子能吸收外来电子的动能向高能级跃迁,选 4 /r 项A正确:基态氢原子能吸收大于13.6eV的能量发生电 7.D [根据b 离,即能吸收能量为15eV的光子而电离,选项B正确;一个 轨道半径之比为4;9,则”一2和n一3两个轨道上的周期比 处干第园能级的氢原子向低能级跃开时,最多能将发出3利 不间频率的光子,选项C错误:大量处于基态的氢原子在吸 收大量能量为12.75eV的光子后,能够跃迁到n-4的能级, 然后向低能级跃迁时能发出C一6种不同频率的光子,选项 8.D [四种跃迁中,由n一6到n一2两能级间能级差最大,辐 D误.] 3.BC [由光电效应方程E一h一W。及eU一E,联立解得 射的光子能量最大,辐射光子颊率最大,所以其中频率最大 的是H。,故选D.] eU一h一W。,即光束照射同一块金属的时候,只要遏止电压 9.D [大量处于第3能级的氢原子向低能级跃迁放出若干频 一样,说明入射光的频率一样,遇止电压越大,入射光的频李 率的光子,能产生3种不同频率的光子,故A正确;当氢原子 越大,因此可知b光和c光的频率一样且均大于a光的频率, 从能级n一3跃迁到n一1时,速率增大,动能增加,电势能减 故A错误,B正确:用光子能量为2.81eV的光照射由金属 小,而总能量因向外辐射光子而减小,故B正确;依据库仑引 物构成的阴极,产生的光电子的最大初动能为:E一h一W 力提供向心力,即为-”,及r.,-n^{r,则有第2激发 一2.81eV-2.13eV一0.68eV,大量具有最大初动能的光电 子去撞击大量处于n一3激发态的氢原子,这些氢原子吸 态即n一3和处于基态即n一1电子做图周运动速度之比为 收能量:△E--0.85eV-(-1.51eV)-0.66eV.从而 迁到n-4能级,当大量处于n一4能级的氢原子向低能级跃 E一E 迁时,可向外辐射C一6种频率的光,C正确:氢原子只能吸 36lc 收光子的能量恰好为能级之差的光子,若用6光光子直接照 错误,了 射氢原子,2.81eV不满足氢原子第2能级与其他更高能级 10.A [根据h一E,一E。,如果激发态的氢原子处于第二能 间的能级差,因此6光光子不被吸收,不会自发辐射其他超 率的光,D错误,] 级,能够发出10.2eV的光子,不属于可见光;如果激发态的 4.D[卢瑟福提出原子核式结构学说的根据是在用a粒子轰 氢原子处于第三能级,能修发出12.09eV、10.2eV. 1.89eV的三种光子,只有1.89eV属于可见光;如果激发 击金箔的实验中,发现a粒子绝大多数穿过不发生偏转,只有 态的氢原子处于第四能级,能够发出12.75eV、12.09eV. 少数发生很大偏转,有的偏转超过90{},甚至极少数被弹回,] 10.2eV、2.55eV、1.89 eV.0.66eV的六种光子.1.89 eV 5.D [a散射实验中,绝大多数a粒子穿过金箔后的运动方向 和2.55eV属于可见光,1.89eV的光子为红光,2.55eV的 基本上不发生偏转,故A错误;使a粒子发生明显偏转的力 光子为蓝~旋,故A正确,B、C、D错误.] 不是来自带负电的核外电子对它的静电引力,而是因为原子 3E 11.(1)-3 (2)-E(3)-一 ,} 核集中了几乎全部的质量和全部的正电荷,它们接近时就表 现出很大的库仑斥力,故B、C错误;卢瑟福正是通过。粒子 12.(1)13.6eV.-27.2eV 散射实验,得出了原子的核式结构模型,故D正确,1 (2)8.21X10^Hz 6.C [氢原子中的电子从n一5跃迁到n一2产生a光,则有 (3)3种,2.92×10*Hz hv.-E-E.--0.54eV-(-3.40eV)-2.86eV (4)3种,2.46×10*Hz 氢原子中的电子从n一4跃迁到n一2产生6光,则有 假期作业(十七) hv.-E.-E--0.85eV-(-3.40eV)-2.55eV 能量越高频率越大,波长越小,则&之a故A错误;根据光 1.D [爱因斯坦提出了光电效应方程,故A错误:贝充勒尔通 电效应可知,最大初动能为eU.一E一h一W。,光子频率超 过对天然放射的研究,发现了放射性元素,故B错误;汤姆孙 高,光电子的最大初动能越大,对应的遗止电压U越大,即 发现了电子,卢瑟福首先提出了原子的核式结构模型,故C U.U.,故B错误;b光照射后的最大初动能为E。-2.55eV 错误;密立根用油滴实验测量出了电子的电荷量,故D -2.29eV-0.26eV,故C正确.a光和b光均属于巴耳末线 正确。] 59